编号：FTJS08801
篇名：考虑颗粒破碎的钙质砂双屈服面模型
作者：侯贺营 潘卓杰 姜朋明
关键词： 钙质砂 本构模型 颗粒破碎 分形理论 应变软化 剪胀性
机构： 江苏科技大学土木工程与建筑学院 江苏省地质环境灾害防治及修复工程研究中心 南京水利科学研究院岩土工程研究所 苏州科技大学
摘要： 珊瑚岛礁主要由颗粒形状不规则、多孔隙、高压缩性、易破碎的钙质砂组成。在进行珊瑚岛礁生态开发建设时,由于其地基土钙质砂具有特殊性,有必要针对颗粒易破碎的钙质砂进行本构模型研究,为设计施工提供参考。本文通过开展不同围压下的钙质砂三轴试验并筛分颗粒,得到应力–应变关系曲线及级配变化曲线,结果表明:对于同一级配、同一密实度的钙质砂,在不同围压下存在不同程度的应变软化和剪胀性,尤其在较低围压下更为明显;存在应变软化和剪胀性的围压范围内,随着围压的增大,其偏应力峰值点和临胀点所对应的轴向应变越大;不同围压下钙质砂颗粒均出现了不同程度的颗粒破碎,且围压越大其颗粒破碎程度越大,细粒含量相对越多。同时,为准确描述考虑颗粒破碎的钙质砂应力–应变关系,基于分形理论和莫尔–库仑理论建立颗粒破碎指标对峰值内摩擦角进行修正,并结合试验数据对"南水"模型中的切线变形模量和切线体积比进行修正,明确了各材料常数的意义,建立了考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型。采用Fortran语言将修正的本构模型汇编程序进行模拟,并与试验结果进行对比,两者较为吻合。此外,引用文献中相关试验数据对所建立的考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型进行推广验证,表明该模型依然能较为准确地反映钙质砂在不同围压下存在的应变软化和剪胀性。
